Высоковольтный воздушный выключатель ВВМ-500

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

На основании технических данных высоковольтного воздушного выключателя (U_ном = 500 кВ, I_ном = 2000 А, S_ном.о = 20 ГВА), выполнить следующие работы:

• Ознакомиться с технико-экономической характеристикой аппарата;

• Спроектировать и произвести расчёт электрической изоляции;

• Произвести поверочный расчёт токоведущего контура в нормальном режиме и режиме короткого замыкания;

• Рассчитать газодинамику аппарата.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ .................................................... стр.3

ГЛАВА I. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ

ОБЗОР ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ........................... стр.5

ГЛАВА II. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ,

КОНСТРУКЦИЯ И РАБОТА ВВМ-500 ............................. стр.7

ГЛАВА III. РАСЧЁТ ОБЩЕЙ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИЗОЛЯЦИИ................................... стр.16

ГЛАВА IV. РАСЧЁТ ТОКОВЕДУЩЕЙ СИСТЕМЫ

НОМИНАЛЬНОМ РЕЖИМЕ И ПРИ КЗ .............................. стр.25

ГЛАВА V. РАСЧЁТ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ В ДУ ............................................. стр.33

ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................. стр.41

ЛИТЕРАТУРА .................................................. стр.42

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ................................... стр.42

ПРИЛОЖЕНИЕ .................................................. стр.43

ВВЕДЕНИЕ

Выключатели высокого напряжения (ВК) предназначены для оперативных и аварийной коммутаций в энергосистемах, для выполнения операций включения и отключения отдельных цепей при ручном или автоматическом управлении. Во включенном положении ВК должен длительно пропускать токи нагрузки и кратковременно - аварийные.

Характер режима работы ВК несколько необычен: нормальным для них считается как включенное положение, когда по ним проходит ток нагрузки, так и отключенное, при котором они обеспечивают необходимую электрическую изоляцию между разомкнутыми участками цепи.

Коммутация цепи, осуществляемая при переключении ВК из одного положения в другое, производится не регулярно, время от времени, а выполнение специфических требований по включению цепи при имеющемся в ней коротком замыкании (КЗ) либо по отключению КЗ вообще крайне редко.

Выключатели должны надёжно выполнять свои функции, находясь в любом из указанных положений, и одновременно быть всегда готовыми к мгновенному выполнению любых коммутационных операций, часто после длительного пребывания в неподвижном состоянии. Наиболее тяжёлым режимом для ВК является режим отключения тока КЗ

Общие требования к конструкциям и характеристикам выключателей устанавливается стандартами: ГОСТ 687-78 «Выключатели переменного тока нагрузки на напряжение свыше 1000 В. Общие технические условия»; ГОСТ 12450-82 «Выключатели переменного тока высокого напряжения. Отключение ненагруженных линий». ГОСТ 8024-84 «Допустимые температуры нагрева токоведущих элементов, контактных соединений и контактов аппаратов и электротехнических устройств переменного тока на напряжение свыше 1000 В; ГОСТ 1516.1-75 «Нормы испытательных напряжений внешней и внутренней изоляции электрических аппаратов».

Практическое использование сжатого воздуха для гашения электрической дуги в ВК началось в 20-х годах двадцатого века. В 1929 г. появились в опытной эксплуатации первые образцы воздушных выключателей (ВВ) на напряжение 10-20 кВ, в которых гашение электрической дуги осуществлялось сжатым воздухом при давлении 1 МПа. Основная изоляция этих ВВ была выполнена из фарфора. Конструкция первых ВВ была во многом несовершенна. Это обусловливалось тем, что особенности гашения электрической дуги в сжатом воздухе были ещё недостаточно тщательно исследованы. Кроме того, и пневматические системы ВВ ещё не были достаточно хорошо отработаны. Требовалось некоторое время, чтобы конструкторы могли преодолеть эти недостатки и сделать ВВ конкурентоспособными по отношению к масляным.

В России интенсивные разработки ВВ начались с 1945 г., когда приступили к проведению научно-исследовательских и конструкторских работ по созданию серии подстанционных ВВ на напряжения 35-220